Föld alatti elektromos vezetékek típusai, PVC szigetelés és PV vezeték magyarázata

Föld alatti elektromos vezetéktípusok: gyakorlati áttekintés

A föld alatti elektromos vezetékeknek alapvetően eltérő terheléseknek kell ellenállniuk, mint a föld feletti berendezéseknek – tartós talajnyomás, nedvesség behatolása, hőmérséklet-ingadozások, és bizonyos esetekben közvetlen érintkezés korrozív talaj vegyszerekkel. A megfelelő kábeltípus kiválasztása biztonsági és megfelelőségi követelmény, nem csupán specifikáció. A leggyakrabban meghatározott földalatti elektromos vezetéktípusok a következők:

• UF-B (földalatti adagoló) kábel — szilárd eres kábel nedvességálló PVC külső köpennyel, csővezeték nélküli közvetlen betemetésre alkalmas. Gyakran használják lakossági kültéri áramkörökhöz, például kerti világításhoz, melléképületekhez és táji áramellátáshoz. A névleges feszültség általában 600 V, és az UL 493 szerint szerepel.
• USE-2 (földalatti szolgáltatás bejárati) kábel - Közvetlen eltemetésre és nedves helyekre ajánlott, hőre keményedő szigetelőköpennyel, amely ellenáll a magasabb üzemi hőmérsékleteknek (90°C-ig). Gyakran használják szervizbejárati alkalmazásokhoz, amelyek közüzemi transzformátorokat csatlakoztatnak a lakossági mérőpanelekhez.
• THWN-2 / XHHW-2 vezeték a védőcsőben — egyedi vezetők PVC-n vagy föld alá temetett merev fémcsövön keresztül. A THWN-2 hőre lágyuló szigetelést használ; Az XHHW-2 térhálósított polietilént (XLPE) használ. Mindkettő nedves helyekre és 90°C-ra készült. Ez a módszer lehetővé teszi a vezetők jövőbeni könnyebb cseréjét, feltárás nélkül.
• MV (középfeszültségű) kábel — 5 kV és 35 kV között működő közüzemi elosztási és ipari alkalmazásokhoz. Általában XLPE szigetelést használ sodrott réz- vagy alumíniumvezető felett, koncentrikus semleges és külső köpennyel, amely közvetlen betemetésre alkalmas.
• Páncélozott kábel (SWA / AWA) — az acélhuzal páncélozott vagy alumíniumhuzal páncélozott kábelek mechanikai védelmet nyújtanak a véletlen beásás és a rágcsálók által okozott károk ellen. Általános az európai szabványokban (IEC) és az ipari létesítményekben világszerte.

A temetési mélység követelményei kábeltípusonként és joghatóságonként változnak. Az Egyesült Államokban az NEC 300.5 cikkelye meghatározza a minimális temetési mélységet 24 hüvelyk közvetlenül eltemetett vezetékekhez lakossági 120/240 V-os áramkörökön, 12 hüvelykre csökkentve, ha merev fémbe vagy köztes fém vezetékbe zárják. Telepítés előtt mindig ellenőrizze a helyi módosításokat.

Polivinil-klorid huzalszigetelés: Tulajdonságok, minőségek és korlátozások

Polivinil-klorid (PVC) huzalszigetelés a legszélesebb körben használt dielektromos anyag a globális huzal- és kábeliparban. Dominanciája az alacsony nyersanyagköltség, az egyszerű extrudálási feldolgozás, valamint a kompaundálással elérhető elektromos és mechanikai tulajdonságok széles spektruma kombinációjából adódik.

Alapvető elektromos tulajdonságok

A PVC egy hatékony elektromos szigetelő, amelynek dielektromos szilárdsága jellemzően a következő tartományba esik 15–40 kV/mm , a vegyület összetételétől függően. A térfogati ellenállás meghaladja a 10¹² Ω·cm-t szabványos minőségben, így alkalmas kis- és középfeszültségű alkalmazásokhoz 1000 V AC-ig. Körülbelül 3,0–8,0 közötti dielektromos állandója (permittivitása) elfogadható tápvezetékekhez, de korlátozza a használatát a nagyfrekvenciás jelalkalmazásokban, ahol az olyan anyagokat részesítik előnyben, mint a PTFE vagy a polietilén.

Hőmérséklet-besorolás és termikus korlátozások

A szabványos PVC szigetelőanyagok folyamatos működésre vannak besorolva 60°C és 90°C között , az adott készítménytől és listától függően. 105°C feletti hőmérsékleten a PVC lágyulni kezd, a lágyítószer-vándorlás felgyorsul, és a hosszú távú szigetelés integritása romlik. Ez a hőmennyezet az elsődleges oka annak, hogy a PVC-t nem használják magas hőmérsékletű ipari környezetben vagy motorterekben, ahol a térhálósított polietilén (XLPE) vagy szilikon szigetelés előnyös.

Alacsony hőmérsékletű teljesítmény

A hagyományos PVC körülbelül -10°C és -20°C között törékennyé válik, ami korlátozza a hideg éghajlatú kültéri telepítésekben való használatát. Az alacsony hőmérsékletű PVC-vegyületek, amelyek nagyobb lágyítószer-terheléssel készültek, akár -40°C-ig is kiterjesztik a rugalmasságot, de megnövekedett költséggel és némi mechanikai keménység csökkenésével.

Lángállóság és füst

A PVC eredendően égésgátló a klórtartalma miatt, amely halogén alapú égéscsillapítóként működik. Ez jelentős előnyt jelent a vezetékezési alkalmazások építésénél. Ha azonban a PVC ég, akkor termel hidrogén-klorid (HCl) gáz és sűrű füst , amelyek maró hatásúak az elektronikus berendezésekre és veszélyesek zárt evakuálási forgatókönyvekben. Ez ösztönözte az LSZH (Alacsony Smoke Zero Halogen) vegyületek fejlesztését alagutakba, adatközpontokba és tömegközlekedési infrastruktúrába.

Mi az a PV vezeték? Meghatározás, szabványok és miért különbözik a szabványos kábeltől

PV vezeték – a fotovoltaikus vezeték rövidítése – egy egyvezetős kábel, amelyet kifejezetten fotovoltaikus napelemes rendszerekben való használatra terveztek, elsősorban a napelemek kombinálóihoz, inverterekhez és más rendszerelemekhez való csatlakoztatására. Nem cserélhető fel általános célú épülethuzallal, és a nem megfelelő kábeltípusok használata a fotovoltaikus telepítésekben kódsértéseket és hosszú távú megbízhatósági kockázatokat is jelent.

Főbb szabványok és listák

Az Egyesült Államokban a fotovoltaikus vezetékek listája a UL 4703 , amely meghatározza a szerkezeti, szigetelőanyag- és vizsgálati követelményeket. A következőre van besorolva:

• Feszültség: 600 V-os vagy 1000 V-os rendszerek (1500 V-os változatok egyre gyakrabban elérhetőek a közmű-méretű telepítésekhez)
• Hőmérséklet: 90°C nedves helyen, 150°C száraz helyen – jelentősen magasabb, mint a szabványos THWN-2 vezeték
• Napfényállóság: hosszan tartó UV-sugárzásra minősítve, a szigetelés romlása nélkül
• Közvetlen temetés: megengedett, ha a kábel listája előírja, így alkalmas a földre szerelt tömbkombináló dobozok és az inverterek közötti futásra

Szigetelés és köpenyépítés

A PV vezeték a térhálósított polietilén (XLPE) vagy térhálósított hőre lágyuló elasztomer (XLTE) szigetelőrendszer, amely azt a hőteljesítményt és UV-stabilitást biztosítja, amellyel a PVC nem tud megfelelni folyamatos kültéri expozíció esetén. A vezető jellemzően finomszálú, ónozott réz, amely javítja a rugalmasságot a nagy tető- vagy talajtömbök közötti telepítés során, és ellenáll a korróziónak nedves környezetben.

Ellentétben az USE-2-vel, amely szintén engedélyezett néhány napelemes alkalmazásban, az UL 4703 szerinti PV vezeték csak egyvezetős, és nem igényel külön külső köpenyt – maga a szigetelés szolgál külső rétegként. Ez csökkenti az átmérőt és a súlyt, ami előnyt jelent az állványrendszereken keresztül történő marásnál.

PV Wire vs. USE-2: Amit a NEC megenged

Az NEC 690.31 cikkelye mind az UL 4703-ban felsorolt PV-vezetékeket, mind az USE-2-t engedélyezi a napelemes rendszerek egyenáramú forrásának és kimeneti áramköreinek szabad kültéri vezetékezését. azonban PV vezeték is the more commonly specified option modern közüzemi és kereskedelmi létesítményekben, mert magasabb hőmérsékleti besorolása nagyobb áteresztőképességet tesz lehetővé a csőtöltési számításokban, csökkentve az adott rendszer kimenetéhez szükséges vezetékek vagy vezetékek számát. A közüzemi méretű projekteknél ez közvetlenül anyag- és munkaerőköltség-megtakarítást jelent.

Válasszon a vezetéktípusok közül: földalatti és napelemes alkalmazások egymás mellett

Azok a projektek, amelyek egyesítik a föld alatti futást a napenergiával – például az épület alpanelt tápláló, földre szerelt fotovoltaikus tömbök – megkövetelik a vezetéktípusok gondos összehangolását a rendszerszegmensek között. Egy tipikus földre szerelhető telepítés a következőket használhatja:

• PV vezeték (UL 4703) panelfüzér-kimenetektől a kombinálódobozokig, az állványszerkezeten átvezetve és napsugárzásnak kitéve
• USE-2 vagy PV vezeték a vezetékben a föld alatti egyenáramhoz, amely a kombinálódoboztól az inverter épületéig fut
• THWN-2 vezetékben a váltakozó áramú kimenethez az invertertől a közüzemi csatlakozási pontig vagy az épületpanelig fut
• UF-B bármilyen segéd kisfeszültségű leágazó áramkörhöz (biztonsági világítás, felügyeleti berendezések burkolata), ha előnyben részesítik a vezeték nélküli közvetlen eltemetést

Ha ezekben a zónákban nem illeszkednek a vezetéktípusok – például a szabványos THHN-huzal használata szabadban egy PV-tömbön – kódok nem megfelelőségét és felgyorsított szigetelésromlást okoz az UV-sugárzás és a hőciklus miatt. Mindig ellenőrizze, hogy az egyes vezetők listája megfelel-e a telepítési környezetének a tervezés véglegesítése előtt.

A beszerzési döntések meghozatalához a vevőknek kábelvizsgálati jelentéseket kell kérniük, amelyek megerősítik az UL listán szereplő állapotot, a vezetékek tisztaságát (csupasz vagy ónozott réz) és a szálak számát. A korrozív vagy magas nedvességtartalmú talajban történő földalatti telepítéseknél az ónozott vezetékek meghatározása és a köpeny keverékének helyi talajkémiával való kompatibilitásának ellenőrzése jelentős, hosszú távú megbízhatóságot biztosít minimális többletköltséggel a tervezési szakaszban.